Sistemas de Protección, Aspectos teóricos y prácticos empleando DIgSILENT PowerFactory

Sistemas de Protección, Aspectos teóricos y prácticos empleando DIgSILENT PowerFactory Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD Jairo H. Quiros Tortos. Ph.D. Researcher Manchester, UK, Enero, 2011 Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 1/25

Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 2/25 Sistemas de Protección, Aspectos teóricos y prácticos empleando DIgSILENT PowerFactory Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos. Ph.D. Researcher fglogatt@fglongatt.org.ve, jquiros@eie.ucr.ac.cr

1. Generalidades Este curso estará enfocado para ingenieros y/o técnicos con conocimiento en el tema de protecciones del sistema de potencia o aquellos con amplia motivación por aprender del funcionamiento de las protecciones en los sistemas de potencia. El curso está elaborado para una duración de 30 horas. El material analizado es completamente elaborado por los tutores y derechos reservados son aplicados. Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 4/25

1. Generalidades Este curso inicia con una breve explicación de las generalidades del sistema de potencia. Posteriormente, se analiza la protección de sistemas de distribución, transmisión y finalmente los de generación. Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 5/25

2. Objetivos Otorgar a los participantes los conocimientos de la constitución de un sistema de potencia desde el punto de vista constitutivo y funcional. Brindar los conocimientos necesarios para comprender la metodología de protección de los equipos en un sistema de potencia. Entrenar a los participantes en las herramientas de DIgSILENT PowerFactory y así conocer como coordinar protección y realizar cálculos con dicha herramienta. Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 7/25

3. Pre-requisitos Conocimiento básico de las funciones de protección y esquemas de protección. Un buen conocimiento del uso de la herramienta DIgSILENT PowerFactory V.14. Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 9/25

Introducción, constitución de un sistema de potencia Generación de electricidad, modelado de las máquinas. Transformación y transmisión de potencia, modelado de las líneas de transmisión. Consumo de potencia, modelado de las cargas en un SEP. Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 11/25

Protecciones en los sistemas de potencia Funciones de protección de acuerdo a IEEE C37.2 Componentes de un sistema de protección Transformadores de Corriente o TC s, modelado utilizando DIgSILENT PowerFactory Transformadores de Potencial o TP s, modelado utilizando DIgSILENT PowerFactory Interruptores o Disyuntores Fuentes de Alimentación Sistema de Alarmas Registradores de Fallas (oscilopertubógrafos) Automatismos (sincronizador, recerrador) Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 12/25

Protecciones en los sistemas de potencia Componentes de un sistema de protección Automatismos (sincronizador, recerrador) Equipos de Comunicación asociados a protecciones Canal de disparo Discrepancia de polos Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 13/25

Filosofía de los equipos de protección Protección primaria (primaria 1 y primaria 2) Protección de respaldo (local y remoto) Características de las protecciones Selectividad Velocidad Sensibilidad Confiabilidad Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 14/25

Tipos de fallas Cortocircuito con tierra (Fase a tierra, Bifásico a tierra, trifásico a tierra) Cortocircuito sin tierra (Bifásico y trifásico) Fases abiertas (discrepancia de polos) Sobrecorriente Oscilaciones de potencia Corrientes de magnetización transitorias Creación de fallas utilizando DIgSILENT PowerFactory Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 15/25

Principios de operación Sobrecorriente (ANSI 50, 50N, 51, 51N, 67 y 67N), protección de Sobrecorriente en DIgSILENT PowerFactory, curva tiempo-corriente en esta herramienta Diferencial (ANSI 87), protección diferencial en DIgSILENT PowerFactory Impedancia o distancia (ANSI 21, 21N), protección de impedancia en DIgSILENT PowerFactory, creación de diagramas R-X y tiempo distancia utilizando esta herramienta. Esquemas de teleprotección (ANSI 85), esquema de tele protección POTT utilizando DIgSILENT PowerFactory. Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 16/25

Protecciones en la industria Consideraciones para análisis Operaciones anormales y protecciones para estas en la industria Sobrecargas Cortocircuitos El fusible en DIgSILENT PowerFactory. Protecciones de motores utilizando DIgSILENT PowerFactory. Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 17/25

Protecciones en sistemas de distribución Consideraciones para análisis Índices de confiabilidad en sistemas de distribución El fusible, tipos, ventajas y desventajas El interruptor, usos, curva de daño, con protección de baja frecuencia (ANSI 81) El recerrador Seccionadoras Principios de coordinación Protecciones en sistemas de transmisión Consideraciones para análisis Elementos críticos, semi-críticos y no críticos Tiempo críticos para liberación de falla Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 18/25

Protecciones de sistemas no críticos Protección primaria 1 Protección primaria 2 (no redundante) Protección de respaldo remoto Protecciones de sistemas semi-críticos Protección primaria 1 Protección primaria 2 (redundante) Protección de respaldo remoto Protecciones de sistemas críticos Protección primaria 1 Protección primaria 2 (no redundante) Protección de respaldo remoto Protección de respaldo local Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 19/25

Protecciones de subestaciones Consideraciones para análisis Tipos de esquemas de barras Protección diferencial de barras Protección de transformadores Protección de los elementos en derivación Vigilancia del canal de disparo (ANSI 74TC) Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 20/25

Protecciones en sistemas de generación Consideraciones para análisis Protección generadores no-críticos Protección del generador Protección del transformador elevador Protección de respaldo para fallas externas Protección contra potencia inversa o motorización (ANSI 32) Protección contra sobre voltaje (ANSI 59) Protección contra Sobrecorriente con retención de voltaje (ANSI 51V) Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 21/25

Protección generadores semi-críticos Protección del generador Protección del transformador elevador Protección de respaldo para fallas externas Protección de falla a tierra en estator (ANSI 59GN y ANSI 87GN) Protección de pérdida o reducción de excitación (ANSI 40) Protección contra sobre flujo (Volts per Hertz) (ANSI 24) Protección contra baja frecuencia (ANSI 81) Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 22/25

Protección generadores semi-críticos Protección del generador Protección del transformador elevador Protección de respaldo para fallas externas Protección contra falla a tierra en estator (ANSI 27GN y ANSI 87GN) Protección contra cortocircuito entre espiras (ANSI 61) Protección contra desbalance en el estator Protección contra falla a tierra en excitación (ANSI 64G) Protección contra conexión inadvertida del generador (ANSI 50, ANSI 27) Protección contra perdida de sincronismo (ANSI 68) Francisco M. Gonzalez-Longatt, PhD, Jairo H. Quiros Tortos, MSc, fglongatt@ieee.org.copyright 2010 23/25

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